输电线路工程钢丝绳扭力破坏原因的分析和解决措施

葛大均

【摘要】通过对输电线路工程钢丝绳几种扭力破坏现象的分析，查找到钢丝绳产生扭力破坏的原因，针对钢丝绳扭力产生的条件，提出解决钢丝绳扭力破坏的措施。

【关键词】钢丝绳 扭力 退扭机

前言

随着我国经济的快速发展，电力线路输电容量不断增大，输电导线分裂增多，导线截面也随之增加，致使导线展放牵引力增大。随着环境保护意识逐步深入人心，为了确保输电线路安全施工，减少施工中青苗、果树、暖棚等地面附着物的损坏，近年来多采用 "绕牵法"配合来展放牵引绳，但无论哪种展放方式，牵引绳（钢丝绳）都是必不可少的重要的一环。

目前，我公司共有φ9、φ13、φ16、φ18、φ24、φ28、φ30等多个种类的钢丝绳，自采购以来，各个工程转运和使用极其频繁，由于其特殊的材质和使用方式，导致无法进行有效的区分管理，日常检验只能从外观上看其是否破股等来进行检验和维修，由于数量众多，不能逐一做破坏性试验来进行检验，单纯的浸油保养也无法解决使用中扭力作用对钢丝绳本身的破坏。

1 钢丝绳扭力产生的原因

通过对新购置的钢丝绳和使用一段时间的钢丝绳进行试验观察，发现钢丝绳产生扭力大致分为以下三种原因：1）新购置的钢丝绳也存在扭力，应该是制造过程中产生的残余扭力。2）钢丝绳牵引导线时，受牵引机绞盘、放线滑车、导线的共同作用会产生扭力，虽然钢丝绳与导线连接处使用了旋转连接器，但由于放线段长度一般都在6-8km，因此不能完全消除所有扭力。3）部分情况下需要人工展放钢丝绳，从钢丝绳盘人工倒下钢丝绳再人工展放，必然产生大量扭转现象，因此钢丝绳存在扭力。

2 解决方案的提出

随着施工项目日渐增多，破去钢丝绳在使用过程中产生的扭力，减少钢丝绳疲劳应力效应，保证张力架线施工的安全，变得越来越紧迫和重要了。能不能找到一种方法使钢丝绳积累的扭力得到及时的释放，使钢丝绳始终处于完好状态，从而延长钢丝绳使用寿命呢？

通过查找各方面的资料，发现国内同行也渐渐意识到钢丝绳退扭的重要作用，并已着手开发研制类似的退扭设备。目前国内有通过电机带动旋臂实现退扭的，由于设计多为厂房内专业大型设备，要求使用环境苛刻，并且效果不是十分突出，加之设备费用比较昂贵，到目前为止，还没有被广泛应用。经过比较和论证，我们认为自行研制一种方便快捷的钢丝绳退扭机械是最佳方案。

3 方案设计及试制

钢丝绳退扭机决定采取整体卧式结构，主要包括牵引部分机架和张力部分机架两部分。机架全部采用100×80mm的方形钢管，动力部分采用力矩电机和变频调速电机来实现，两个变频器分别对两台电机进行调速控制。整体布置如图1。

张力部分，如图2所示。将电机固定在机架上，输出端通过联轴器与主轴相连，在机架中段设计两个轴承座，选用圆锥滚子轴承配合阶梯主轴来定位。主轴前端又连接卷扬架。将固定好的钢丝绳盘与机架通过两个轴托连接，并用销子固定，每个轴托通过轴承固定在卷扬架上，轴托的外侧连接刹车盘，形成刹车盘与钢丝绳盘同步旋转，制动器安装在机架上，与刹车盘形成配合；钢丝绳盘与卷扬架再用长锁销将两个轴托及轴杠中心穿过，形成整体固定，这样可以有效保证工作时绳盘的安全性。使钢丝绳盘可以满足机架和卷扬架两个方向上的安全稳定的旋转。

制动器由刹车片、制动架及挡片内部的弹簧和螺旋杆组成，螺旋杆通过与制动架的螺旋配合，使制动架内部的弹簧推动刹车片，刹车片与刹车盘形成摩擦阻力。

牵引部分如图3所示。包括牵引机架、电机、钢丝绳盘、排线器、链条、链轮，牵引机架顶部绳盘上方设计一个横杆，中心处有吊孔，可将通用的链条葫芦挂上，便于换装绳盘。将一个链轮通过轴承与牵引机架固定，再通过特殊轴托上的定位销与外侧的定位螺丝固定在牵引机架上，将挡块与挡块固定架配合。将挡块固定架焊接在与绳盘同心的链轮内侧，以便使牵引部分力矩电机通过链传动，带动牵引绳盘转动。另一个轴托保持与链轮同心，并固定于机架的另一端内侧。排线器固定在牵引机架前部，引导钢丝绳均匀布线，可避免钢丝绳缠绕不均卷出绳盘造成危险。电机固定在牵引机架的底部，通过直连一个链轮组，用两个链条分别连接牵引机架前部的钢丝绳盘，以及牵引机架尾部的排线器。钢丝绳盘通过轴杠连接并固定在牵引机架两端的轴托上。这样形成了电机通过链条与链轮配合，分别带动钢丝绳盘與排线器转动的位置关系。

机体研制完毕后，进行了初步试验，试验分为三部分：首先对牵引部的电气线路、控制台、速度等项目分别进行了3次无负荷试验；再对张力部的电气线路、控制台、正反转、张力、速度等项目分别进行了3次无负荷试验；最后对张牵两部进行了联合有负荷试验，试验共对3轴钢丝绳进行了退扭处理，均达到了设计要求。

4 结语

钢丝绳退扭机自从研制完成以来，已在我公司广泛使用，累计处理各规格钢丝绳13200余轴，达到了以下效果：

（1）钢丝绳退扭机实现了变频调速和力矩控制操作，改善操作手的工作环境；

（2）减少了钢丝绳扭力破断现象的发生，保障了施工安全。

（3）延长了钢丝绳使用寿命，取得了经济效益，每轴钢丝绳节约损耗260元，节约人工0.5工日。

参考文献：

[1]邓星钟.机电传动控制[M].华中科技大学出版社，2001.

[2]董刚，李建攻，潘凤章.机械设计（第三版）[M].机械工业出版社，2000.

[3]DL/T 875-2004 输电线路施工机具设计、试验基本要求[S].北京，中国电力出版社，2004.